JPS5882574A - Power field effect transistor structure - Google Patents

Power field effect transistor structure

Info

Publication number
JPS5882574A
JPS5882574A JP57187341A JP18734182A JPS5882574A JP S5882574 A JPS5882574 A JP S5882574A JP 57187341 A JP57187341 A JP 57187341A JP 18734182 A JP18734182 A JP 18734182A JP S5882574 A JPS5882574 A JP S5882574A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
layer
source
date
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57187341A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ナサン・ゾンマ−
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intersil Corp
Original Assignee
Intersil Corp
Intersil Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intersil Corp, Intersil Inc filed Critical Intersil Corp
Publication of JPS5882574A publication Critical patent/JPS5882574A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0684Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape, relative sizes or dispositions of the semiconductor regions or junctions between the regions
    • H01L29/0692Surface layout
    • H01L29/0696Surface layout of cellular field-effect devices, e.g. multicellular DMOS transistors or IGBTs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/10Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/1095Body region, i.e. base region, of DMOS transistors or IGBTs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の背景〉 +1)発明の分野 本発明は電界効果トランジスタに関し、特に電力用電界
効果トランジスタの構造物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION +1) Field of the Invention The present invention relates to field effect transistors, and more particularly to structures for power field effect transistors.

MO8電界効果トランジスタ(Mo5yET)は一般に
、絶縁層により半導体材料から分離されるデート電極す
なわちパスを備えている。しばしばポリシリコンで作ら
れるデート電極は、デバイスのドレイン、ゲートおよび
ソースの各領域によって形成される半導体材料のチャン
ネルの上に置かれる。第2絶縁層がデート電極の上に付
着され、またアルiニウムのような金属が第2絶縁層の
上で蒸発されてソース電極メタライズ層を作る。半導体
材料のソース領域に接点を与えるために、金属の一部も
ソース領域のいろいろな位置に付着されるように’7’
−)電極および絶縁層に開口が具備されている。
MO8 field effect transistors (Mo5yET) typically include a date electrode or path separated from the semiconductor material by an insulating layer. A date electrode, often made of polysilicon, is placed over a channel of semiconductor material formed by the drain, gate, and source regions of the device. A second insulating layer is deposited over the date electrode and a metal such as aluminum is evaporated over the second insulating layer to create a source electrode metallization layer. To provide contact to the source region of semiconductor material, portions of metal are also deposited at various locations on the source region '7'
-) An opening is provided in the electrode and the insulating layer.

1個の電力用MO8FETは一般に、半導体基板により
構成される1つの大きなドレイン領域と、基板上のエピ
タキシャル層とを備えている。半導体の内部でエピタキ
シャル層は多数の’l’−)領域であり、ソース領域は
各r−)領域内に置かれる。r−ト鑞極もしばしば複数
個の個別面積を持ち、その各面積は隣接ソース領域間で
半導体の上に置かれる。各r−ト電極面積はしはしばデ
ート・パスと呼ばれる。メタライズ層は各ソース領域と
接触しそれによってソース領域を相互接続する。r −
ト・パスも、個々のソースおよび?−)領域が並列に作
動するように相互接続される。かくてデバイスは事実上
、単−MOB )ランジスタとして作動する。
A power MO8FET generally includes one large drain region made up of a semiconductor substrate and an epitaxial layer on the substrate. Inside the semiconductor, the epitaxial layer is a number of 'l'-) regions, with a source region located within each r-) region. The r-toad electrode also often has a plurality of separate areas, each area overlying the semiconductor between adjacent source regions. The area of each r-t electrode is often referred to as a date path. A metallization layer contacts each source region and thereby interconnects the source regions. r −
The path also includes individual sources and ? -) regions are interconnected to operate in parallel. The device thus effectively operates as a single MOB transistor.

(2)先行技術の説明 先行技術のデバイスにおけるソース電極層は普通、連続
層の形をしたトランジスタ・デバイスの主能動面積の大
部分をカバーする。これは有効な寄生/r−)・ソース
・キャパシタンスを生じ、デバイスをスイッチするのに
必要な電流ドライブと共にターンオンおよびターンオツ
回数を増加させる。さらに、デート電極とソース金属層
との間の絶縁層は、ソース電極層の大きな面積に高度の
縁縁を与えなければならない、絶縁層にある接点が開い
ている間に生じるピンホールまたはホトマスク欠陥のよ
うな不完全は、究極のデート・ソース短絡につながるこ
とがある。すなわち、メタライズ工程の際に、ソース電
極層と下にあるゲート電極層との間の絶縁層の不完全に
より、ソースおよびr−)電極層を短霜する金属f I
)ツノが作られることがある。
(2) Description of the Prior Art The source electrode layer in prior art devices typically covers most of the main active area of a transistor device in the form of a continuous layer. This creates an effective parasitic /r-) source capacitance, increasing turn-on and turn-off times along with the current drive required to switch the device. Additionally, the insulating layer between the date electrode and the source metal layer must provide a high degree of edging over a large area of the source electrode layer, avoiding pinholes or photomask defects that occur while the contacts in the insulating layer are open. Such imperfections can lead to the ultimate dating source short circuit. That is, during the metallization process, the metal f I that short-frosts the source and r-) electrode layers due to imperfections in the insulating layer between the source electrode layer and the underlying gate electrode layer.
) horns may be formed.

先行技術の電力用MO8FETデバイスと組み合わされ
る別の不利は、デバイスの「オン抵抗」(Ron )に
関するものである。電力用MO8FETデバイスのオン
抵抗は、ソース領域間の個々のデート電極パスの幅によ
って一部決定される。一般に、MO8FETデバイスの
オン抵抗が高くなるにつれて、その消費電力が大きくな
る。
Another disadvantage associated with prior art power MO8FET devices concerns the "on-resistance" (Ron) of the devices. The on-resistance of power MO8FET devices is determined in part by the width of the individual date electrode paths between the source regions. Generally, the higher the on-resistance of a MO8FET device, the higher its power consumption.

電力用トランジスタのソース領域は一般に、比較的狭い
平行線内に作られるが、各線はしばしばソース・パスと
呼ばれる。各ソース・パスは、ソース電極層の接触パッ
ドを収容する複数個の拡張された面積を備えている。こ
れまでのデバイスの拡張された面積は、8角形および6
角形のような形をしている。各デート・パスは隣接ソー
ス・パスのアウトラインにしたがうので、ソース・パス
の拡張された面積はテート・パスの有効幅を減少する働
きをする。また、これまでのデバイスの拡張された面積
は、大量の空間を消費し、これは゛ソース・パスの利用
できる収納密度を減少する。
The source regions of power transistors are generally constructed in relatively narrow parallel lines, each line often referred to as a source path. Each source path includes a plurality of expanded areas that accommodate contact pads of the source electrode layer. The expanded area of previous devices is octagonal and hexagonal.
It has a rectangular shape. Since each date path follows the outline of an adjacent source path, the expanded area of the source path serves to reduce the effective width of the date path. Also, the expanded area of previous devices consumes a large amount of space, which reduces the available storage density of the source path.

各デート・パスの有効幅の制限を最小にするため、これ
までのデバイスはソース・パスに隣接する拡張面積がは
さまれるような構造となっている。
To minimize the effective width limitations of each date path, previous devices have been constructed such that the extended area adjacent to the source path is sandwiched.

はさまれる構造物は、デバイスを組み立てるのに用いら
れるマスクの発生を複雑にするとともに、反復式(ステ
ップ・リピート式)コンピュータ制御の発生手順にあま
り役立たない。
Sandwiched structures complicate the generation of the masks used to assemble the device and do not lend themselves well to iterative (step-repeat) computer-controlled generation procedures.

〈発明の概要〉 本発明の1つの目的は、スイッチング時間およびターン
オン用エネルヤな必要としない改良形電力用電界効果ト
ランジスタ・デバイスを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION One object of the present invention is to provide an improved power field effect transistor device that does not require switching time or turn-on energy.

本発明のもう1つの目的は、先行技術の設計よりもチッ
プ面積を必要としない一方、同等のオン抵抗および定格
破壊電圧を保つ電力用電界効果トランジスタを提供する
ことである。
Another object of the present invention is to provide a power field effect transistor that requires less chip area than prior art designs while maintaining comparable on-resistance and rated breakdown voltage.

本発明のなおもう1つの目的は、改良された生産歩留ま
りを有しかつ先行技術のデバイスよりも作るのが容易な
電力用電界効果デバイスを提供することである。
Yet another object of the present invention is to provide a power field effect device that has improved production yield and is easier to make than prior art devices.

本発明はデート電極と、ソース電極層に複数個の隔離さ
れた窓があるソース電極メタライズ層とを備えている電
界効果トランジスタに向けられている。この構造物は、
ソース電極層とデート電極との間のキャパシタンスを減
少させる。さらに、ソース電極層とゲート電極との間の
短絡の危険も減少される。
The present invention is directed to a field effect transistor having a date electrode and a source electrode metallization layer having a plurality of isolated windows in the source electrode layer. This structure is
Reduce the capacitance between the source electrode layer and the date electrode. Furthermore, the risk of short circuits between the source electrode layer and the gate electrode is also reduced.

本発明のもう1つの面において、デバイスの半導体材料
はソース電極の接点を収容する矩形状の拡張された面積
を持つソース領域と、拡張された面積を相互接続する複
数個のより狭いソース面積とを含む。矩形状の拡張面積
は、拡張されたサブ領域によって消費される半導体材料
の面積を減少させ、したがってソース・パスの収納密度
を増加させ、各デート電極パスの有効デート幅を減少し
ない。
In another aspect of the invention, the semiconductor material of the device includes a source region having a rectangular expanded area that accommodates the contacts of the source electrode and a plurality of narrower source areas interconnecting the expanded area. including. The rectangular expanded area reduces the area of semiconductor material consumed by the expanded subregion, thus increasing the packing density of the source paths without reducing the effective date width of each date electrode path.

本発明の別な1つの実施例は、トランジスタ・デバイス
を作る際に使用すべきマスクの発生を容易にするため、
拡張ソース面積の直交配列を提供する。
Another embodiment of the present invention provides for facilitating the generation of masks for use in making transistor devices.
Provides an orthogonal array of extended source areas.

本発明を付図について詳しく説明するが、同様な数字は
同様な素子な表わす。
The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which like numerals represent like elements.

〈図面の詳細な説明〉 第1図は先行技術の電力用uosFmデl々イスの単一
トランジスタ素子の断面を示す。デバイス10は、例え
ばトンイン領域12を作るためにn−としてげ−ノされ
るエピタキシャル層(すなわちエピレイヤ)を備えてい
る。ゲート領域14はドレイン領域12に拡散され、第
6領域すなわちソース領域16はデート領域14に拡散
される。トンイン領域がn−としてドープされると、デ
ートおよびソース領域はそれぞれ普通、pおよびn+と
してげ一ノされる。ソース領域16の両側のチャンネル
18は、ソース領域16からゲート明域14な横切って
トンイン領域121で形成される。しばしばn形−リシ
リコンから成るデート電極20はデバイス100チヤン
ネル18の上に置かれ、絶縁層22はデート電極20を
チャンネル18から隔離する。デバイス10は、デート
電極20からメタライズ層26を隔離する第2絶縁層2
4を備えている。メタライズ層26はソース電極層を構
成し、絶縁層24の表面にアル1ニウムのような金属を
蒸着することによって作られる。絶縁層24は二酸化熱
シリコン、二酸化CvDシリコン、窒化シリコンまたは
他のある誘電体から成ることがある。ソース電極層26
は、絶縁層24にある開口(第1図の断面には示されて
いない)を通してソース領域16に接触する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a cross-section of a single transistor element of a prior art power uosFm device. Device 10 includes an epitaxial layer (or epilayer) that is etched as an n-type to create a tunnel region 12, for example. Gate region 14 is diffused into drain region 12 and a sixth or source region 16 is diffused into date region 14. If the tunnel region is doped as n-, the date and source regions are typically doped as p and n+, respectively. Channels 18 on both sides of the source region 16 are formed with tunnel regions 121 extending across the gate bright region 14 from the source region 16 . A date electrode 20, often comprised of n-type silicon, is placed over the device 100 channel 18, with an insulating layer 22 separating the date electrode 20 from the channel 18. Device 10 includes a second insulating layer 2 separating metallization layer 26 from date electrode 20.
It is equipped with 4. The metallized layer 26 constitutes a source electrode layer and is made by depositing a metal such as aluminum on the surface of the insulating layer 24. Insulating layer 24 may consist of thermal silicon dioxide, CvD silicon dioxide, silicon nitride, or some other dielectric. Source electrode layer 26
contacts source region 16 through an opening in insulating layer 24 (not shown in cross-section in FIG. 1).

先行技術のデ/量イスでは、ソース電極層26は一般に
1つの連続層にあるMO8FETデバイスの能動面積の
大部分をカバーする。ソース電極層26は大きく広がっ
ているので、点線で示されるコンデンサ28aおよび2
8m)によって表されるとおリ、ソース電極層26とゲ
ート電極20との間に比較大きな寄生キャパシタンスが
生じる。ソース電極層26の大きな広がりは、さらに比
較的大きな面積にわたる絶縁層24により与えられる輪
縁の^度な完全性を要求する。ピンホールおよびホトマ
スク欠陥のような絶縁層24の不完全性は、ソース電極
層26とデート電極20との間に作られる金属ブリッジ
に通じることがある。この危険は、デート電極20の垂
直壁が発見されるデバイス100面積に特に大きい。デ
ート電極壁290近くでソース電極層26とテート電極
20とを短絡する1つのかかる金属ブリッジの一例が3
0に示されている。
In prior art devices, the source electrode layer 26 typically covers most of the active area of the MO8FET device in one continuous layer. Since the source electrode layer 26 is greatly expanded, the capacitors 28a and 2 shown by dotted lines
8m), a relatively large parasitic capacitance occurs between the source electrode layer 26 and the gate electrode 20. The large extent of the source electrode layer 26 also requires a high degree of rim integrity provided by the insulating layer 24 over a relatively large area. Imperfections in insulating layer 24, such as pinholes and photomask defects, can lead to metal bridges created between source electrode layer 26 and date electrode 20. This risk is particularly great for areas of the device 100 where the vertical walls of the date electrodes 20 are found. An example of one such metal bridge shorting the source electrode layer 26 and the date electrode 20 near the date electrode wall 290 is 3.
0.

いま第2図および第3図について説明すると、本発明の
好適な実施例を使用する電力用MO8F’ETデバイス
32が示されている。第3図は基礎となる構造物の説明
を明らかにするため、ソース電極層26および絶縁層2
4を取゛り除いた第2図のデバイス32を示す。トラン
ジスタ・デl々イス32は複数個の並列ソース・パス3
4を備え、各パスはデート領域14に拡散されたソース
領域16を含む(デート領域14は順次、見えないPレ
イン領域に拡散される)。複数個のデート電極20は、
隣接ソース・/青ス34の間で半導体材料の上に置かれ
ている。各デート電極20はデート・パスと呼ぶことも
ある。各ソース・パス34は、拡張面積360間の狭い
面積38によって相互接続されている複数個の拡張面積
36を備えている。拡張面積36は、ソース領域1Bと
ソース電極層26との間の接点40(第2図)を入れる
ようになっている。ソース電極層26の接点40は、拡
張面積36の上にある絶縁層に具備される開口に作られ
る。各ソース・パス34の拡張面積36は、デート領域
14の小領域14Lがソース拡張面積3Bの中に保持さ
れるように作られる。接点40はテート領域14の小さ
なデート領域14aにも接触を作り、それによって各拡
張面積360近くでソース領域1Bをテート領域14に
短絡する。
2 and 3, a power MO8F'ET device 32 is shown employing a preferred embodiment of the present invention. FIG. 3 shows the source electrode layer 26 and the insulating layer 2 to clarify the explanation of the underlying structure.
3 shows the device 32 of FIG. 2 with 4 removed. Transistor device 32 has multiple parallel source paths 3
4, each path including a source region 16 diffused into a date region 14 (date region 14 is in turn diffused into an invisible P-rain region). The plurality of date electrodes 20 are
It is placed over the semiconductor material between adjacent source/blue layers 34. Each date electrode 20 is sometimes referred to as a date path. Each source path 34 includes a plurality of expansion areas 36 interconnected by narrow areas 38 between expansion areas 360. Expanded area 36 is adapted to accommodate contact 40 (FIG. 2) between source region 1B and source electrode layer 26. Contacts 40 of source electrode layer 26 are made in openings provided in the insulating layer overlying extension area 36 . The extension area 36 of each source path 34 is made such that the subregion 14L of the date region 14 is retained within the source extension area 3B. Contact 40 also makes contact with small date region 14a of tate region 14, thereby shorting source region 1B to tate region 14 near each extension area 360.

ソース領域をデート領域に短絡することは、短絡された
デート領域をベース領域として作動させないので、寄生
バイポーラ・トランジスタ作用を減少する。
Shorting the source region to the date region reduces parasitic bipolar transistor action since the shorted date region does not operate as a base region.

本発明により、第2図に示されるとおり、デバイス32
のソース電極層26は複数個の窓すなわち開口42を備
えているが、ここでは絶縁層24の上にメタライズ層が
ない。窓42を備えることKよって、ソース電極層26
とデート電極20との間の寄生中間層キャパシタンスは
相応じて減少される。さらに、絶縁層24の不完全によ
るソース電極層26とデート電極20との間の短絡の危
険も減少される。図示されている各窓42は、デート電
極20の垂直壁29の上にソース電極層26がかかるの
をなるべく少なくするために、ソース・パス34の狭い
部分38の上の中央に置かれることが望ましい。これは
さらに、垂直壁290近くで一段と高い短絡の危険を減
少する。
According to the present invention, as shown in FIG.
The source electrode layer 26 includes a plurality of windows or openings 42, but there is no metallization layer overlying the insulating layer 24. By providing the window 42, the source electrode layer 26
The parasitic interlayer capacitance between and date electrode 20 is correspondingly reduced. Furthermore, the risk of short circuits between source electrode layer 26 and date electrode 20 due to imperfections in insulating layer 24 is also reduced. Each window 42 shown is centered over a narrow portion 38 of the source path 34 to minimize overlapping of the source electrode layer 26 over the vertical walls 29 of the date electrode 20. desirable. This further reduces the risk of short circuits which are higher near the vertical wall 290.

層26の厚さにより、ソース電極層26の20チないし
40チは窓を作るために取り除くことができる。ソース
電極層26の厚さが大きい程、窓42は大きくなるが、
ソース電極層26の抵抗な過度に増加することはない。
Depending on the thickness of layer 26, between 20 and 40 inches of source electrode layer 26 can be removed to create the window. The larger the thickness of the source electrode layer 26, the larger the window 42 becomes.
The resistance of the source electrode layer 26 does not increase excessively.

開口42は窓として説明されかつ図示されることが望ま
しいが、メタライズ・ソース電極層26において他の形
状の開口を使用することもできる。
Although opening 42 is preferably described and illustrated as a window, other shaped openings may be used in metallized source electrode layer 26.

窓はソース電極の残りの金属において連続電流通路を与
えるが、あるデバイスではこれを必要とせず、電極の除
去される金属はストップ、リゾおよび他の形状であるこ
とができる。
Although the window provides a continuous current path in the remaining metal of the source electrode, some devices do not require this, and the removed metal of the electrode can be in the form of stops, rhizos, and other shapes.

第3図に最も明白に見られるとおり、デート電極20の
形状は一般に隣接ソース・7ぐス34の輪郭にしたがう
。デート電極20の有効幅は、拡張面積36および狭い
面積38の大きさと、矢印44によって示されるソース
・バス340間隔と、の関数である。さらに、有効デー
ト幅は拡張面積の形状の関数でもある。説明のための実
施例の拡張面積36は矩形である。これに比較して、多
くの従来のデバイスのソース・パスの拡張面積は8角形
または6角形である。これらの形状は同様な大きさのソ
ース電極の接点を収容するが、標準的には説明のための
本実施例の矩形拡張面積よりも大きなチップ面積を占め
る。
As seen most clearly in FIG. 3, the shape of date electrode 20 generally follows the contour of adjacent source electrode 34. The effective width of date electrode 20 is a function of the size of widened area 36 and narrowed area 38 and the source bus 340 spacing shown by arrow 44. Furthermore, the effective date width is also a function of the shape of the expansion area. The expansion area 36 in the illustrative example is rectangular. In comparison, the source path extension area of many conventional devices is octagonal or hexagonal. These shapes accommodate similarly sized source electrode contacts, but typically occupy a larger chip area than the rectangular extension area of the illustrative example.

かくて、矩形拡張面積36は従来の設計よりも広い単位
チツゾ当たりの有効デート幅を与える。
Thus, the rectangular expansion area 36 provides a wider effective date range per unit of time than conventional designs.

したがってソース・パス34は、デー)電極2flの有
効r−)幅を減少させずに、一段と接近した構造にする
ことができる。
The source paths 34 can therefore be made closer together without reducing the effective width of the electrodes 2fl.

電力用MO8FETデバイスによって消費される電力は
一般に、デノ々イスのオン抵抗の関数である。
The power dissipated by a power MO8FET device is generally a function of its on-resistance.

デバイスのオン抵抗は、各r−)電極の有効幅によって
一部決定される。前述のとおり、有効デート幅は拡張面
積36の大きさの関数である。説明のための実施例では
、ソース領域16の拡張面積36はおのおの12ミクロ
ン(100万分の12メートル)の幅を持つ。この幅は
、拡張面積36の存在に起因する有効r−ト幅の減少を
最小にし−ながら、ソース電極層26の接点40を収容
する適当な空間を提供することが判明している。
The on-resistance of the device is determined in part by the effective width of each r-) electrode. As previously mentioned, the effective date width is a function of the size of the expansion area 36. In the illustrative example, the extended areas 36 of source region 16 each have a width of 12 microns (12 millionths of a meter). This width has been found to provide adequate space to accommodate the contact 40 of the source electrode layer 26 while minimizing the reduction in effective r-t width due to the presence of the expanded area 36.

拡張面積36の中のテート領域14aも従来の設計に比
べて大きさが減少されている。その結果、デート領域1
4aは拡張面積36の内部でより小さな空間を占め、こ
れによってデート領域14aの周辺でより広いソース領
域16aが与えられる。
Tate region 14a within expanded area 36 is also reduced in size compared to conventional designs. As a result, dating area 1
4a occupies less space within the expansion area 36, thereby providing a wider source area 16a around the date area 14a.

これはr−上領域14への電流注入を改善する。This improves current injection into the r-top region 14.

した、かって、デバイスの全電流が改善されて、オン抵
抗を減少するとともに相互コンダクタンス馴を増加する
。ソース領域16の拡張面積36の中にあるデート領域
14aは、説明のための実施例では約6zクロン(10
0万分の6メートル)×6ミクロン(100万分の6メ
ートル)の寸法を持つ。
Thus, the total current of the device is improved, reducing on-resistance and increasing transconductance. The date region 14a within the expanded area 36 of the source region 16 is about 6z crons (10
It has dimensions of 6 millionths of a meter) x 6 microns (6 millionths of a meter).

説明のための実施例のもう1つの利点は、各ソース・1
+ス34に沿う拡張面積36の間隔にある。
Another advantage of the illustrative example is that each source
+ spaced apart by an expanded area 36 along the path 34.

説明のための実施例では、その間隔は1つの拡張面積3
6の中心から各ソース・パス34に沿って隣接拡張面積
36の中心に至る58はクロン(100万分の58メー
トル)の距離まで減少されている。これは拡張面積36
の単位面積当たりの周波数を増加し、したがって゛ソー
ス電極の接点400単位面積尚たりの周波数をも増加す
るので、デバイス32の寄生Δイボ−ラ作用はさらに減
少される。
In the illustrative example, the spacing is one expansion area 3
6 to the center of the adjacent extension area 36 along each source path 34 has been reduced to a distance of 58 millionths of a meter. This is an expanded area of 36
By increasing the frequency per unit area of the source electrode contact 400, and thus also increasing the frequency per unit area of the source electrode contact 400, the parasitic ΔIborer effect of device 32 is further reduced.

さらに、拡張面積36の高周波数はソース領域16の全
周辺を増加し、これはさらに相互コンダクタンスgmを
改善する。相互コンダクタンスのこれらの改善は電力用
MO8FF:Tデバイスにとって、特にオン抵抗がチャ
ンネル抵抗によって著しく影響を受ける破壊電圧の低い
デバイス(例えば200V以下のようなもの)にとって
重要である。したがって、相互コンダクタンスの改善は
デバイスのオン抵抗の著しい改善をも生に得る。
Furthermore, the high frequency of the expansion area 36 increases the total periphery of the source region 16, which further improves the transconductance gm. These improvements in transconductance are important for power MO8FF:T devices, especially for low breakdown voltage devices (such as those below 200 V) where on-resistance is significantly affected by channel resistance. Therefore, improved transconductance can also result in significant improvements in device on-resistance.

第2図のデバイス32において、隣接するソース・パス
34の拡張面積36はデート電極20の狭さを最小にす
るように挿入される。しかし、この挿入構造物は、例え
ば200vの破壊電圧を越えるような、比較的高い破壊
電圧を持つ電力用MO8FET デバイスには不要であ
ることが判明した。
In the device 32 of FIG. 2, the expanded areas 36 of adjacent source paths 34 are inserted to minimize the narrowness of the date electrodes 20. However, this insert structure has been found to be unnecessary for power MO8FET devices with relatively high breakdown voltages, for example in excess of 200V breakdown voltage.

第4図はi42図のデバーイスの1つの別な実施例を示
す。このデバイスは、第2図および第3図にような挿入
配列ではなく直交配列される拡張面積36aを含む複数
個のソース・パス34aを持つ。
FIG. 4 shows an alternative embodiment of the device of FIG. The device has a plurality of source paths 34a that include expanded areas 36a arranged orthogonally rather than interleaved as in FIGS. 2 and 3.

第4図のデバイスの拡張面積36aの直交配列は、デバ
イスの構造の簡潔化を容易にする。デバイスのソースお
よびr−)領域のパタンは全般的にデバイスの上にマス
クされる。マスキング操作で使用されるマスクは、しば
しばコンーユータを用いる自動手順によって作られる。
The orthogonal arrangement of expanded areas 36a of the device of FIG. 4 facilitates simplifying the structure of the device. The source and r-) region patterns of the device are generally masked over the device. Masks used in masking operations are often created by automated procedures using a computer.

第4図の直交配列は、「ステツゾ・リピート」マスキン
グ操作の使用を容易にする。さらに、拡張面積36aは
挿入されず、直交配列されるので、デバイスの窓42a
も直交配列され、製造工程の簡素化と自動化をさらに容
易にする。第4図に示される直交配列のもう1つの利点
は、拡゛張面積36aのソース電極の接点間隔が挿入パ
ターンに比べて減少されることである。その結果、ソー
ス電極層の電流導通が改善される。
The orthogonal arrangement of FIG. 4 facilitates the use of a "Stetsuzo-Repeat" masking operation. Furthermore, since the expansion area 36a is not inserted but orthogonally arranged, the window 42a of the device
are also orthogonally arranged to further simplify and automate the manufacturing process. Another advantage of the orthogonal arrangement shown in FIG. 4 is that the source electrode contact spacing of the extended area 36a is reduced compared to the interleaved pattern. As a result, current conduction through the source electrode layer is improved.

本発明のトランジスタ・デバイスは、改良された性能特
性を有するとともに、−等のオン抵抗、相互コンダクタ
ンスおよび破壊電圧の諸定格を持つ従来設計のものより
も半導体チップの面積が少なくて済むことが上記説明か
ら明白である。改良された性能特性はスイッチング時間
が高速であること、デバイス、をターンオンする所要の
駆動エネルvが少なくて済み、したがって中間層キャパ
シタンスが減少されることなどである。ソース電極層に
あるメタライズされない窓すなわち開口は、中間層を短
絡する機会を減らすことによって製造されるデバイスの
生産歩留まりをさらに改善する。
The transistor devices of the present invention have improved performance characteristics and require less semiconductor chip area than conventional designs with on-resistance, transconductance, and breakdown voltage ratings such as -. It is clear from the description. Improved performance characteristics include faster switching times, less drive energy v required to turn on the device, and thus reduced interlayer capacitance. The unmetallized windows or openings in the source electrode layer further improve the production yield of the manufactured devices by reducing the chance of shorting the intermediate layers.

改善された生産歩留まりは、デl童イスの製造コストを
低くする。
The improved production yield lowers the manufacturing cost of the child chair.

もちろん言うまでもなく、本発明のいろいろな面におけ
る変形は当業者にとって明らかであると思うが、あるも
のは研究後にのみ明らかにされ、また他は単に所定の半
導体設計問題に過ぎない。
It goes without saying, of course, that variations in various aspects of the invention will be apparent to those skilled in the art, some becoming apparent only after study, and others simply a matter of routine semiconductor design problems.

それぞれの応用次第で、他の実施例龜その特定な設計と
共に可能である。そのようなものとして、本発明の範囲
はここに説明した特定実施例によって制限されてはなら
ず、特許請求の範囲およびそれと同等の条件によっての
み定められるものとする。本発明のいろいろな特徴は特
許請求の範囲に記載されている。
Depending on the respective application, other embodiments are possible, as well as the specific design. As such, the scope of the invention is not to be limited by the specific embodiments described herein, but is to be defined only by the claims and their equivalents. Various features of the invention are set forth in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は先行技術の電力用MO8FRTデバイスの断面
図、第2図は点線で示される下にある部分を持つ本発明
のトランジスタ・デバイスの平面図、第3図はメタライ
ズ層および絶縁層を省いた第2図のデバイスの下にある
部分の平面図、第4図は第2図のデバイスの別の実施の
平面図である。 I Q 、 32− MO8EPTデバイス:12−ド
レイン領域;14−デート領域;16−ソース領域;1
8−チャンネル:20−ゲート電極;22゜24−絶縁
層;26−メタライズ層(ソース電極層);2Ba、2
8b−=tンヂンサ;29−垂直壁;3G−fリッジ;
34−ソース・/童ス;36−拡張面積;4〇−接点;
42−窓(開口)代理人  浅 村  皓
FIG. 1 is a cross-sectional view of a prior art power MO8FRT device, FIG. 2 is a top view of a transistor device of the present invention with the underlying portion shown in dotted lines, and FIG. FIG. 4 is a plan view of an alternative implementation of the device of FIG. 2; IQ, 32-MO8EPT device: 12-drain region; 14-date region; 16-source region; 1
8-channel: 20-gate electrode; 22° 24-insulating layer; 26-metallized layer (source electrode layer); 2Ba, 2
8b-=t ridge; 29-vertical wall; 3G-f ridge;
34-source/child; 36-expansion area; 40-contact point;
42-Window (opening) agent Akira Asamura

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (11ソース領域から’F”−)領域を経て、ドレイン
領域に至るチャンネルを形成するPレイン、デートおよ
びソースの各領域を持つ半導体材料と。 半導体材料の上に置かれる#11絶縁層と。 チャンネルの上の第1絶縁層の上に置かれるゲート電極
層と。 デート電極層の上に置かれる第2絶縁層と。 r−)電極の上の第2絶縁層の上に置かれかつ絶縁層を
通ってソース領域にわたる接点を持つソース電極を構成
するメタライズ層であって、テート電極の上に複数個の
隔離された開口を持ちそれによって中間層キャパシタン
スおよびメタライズ層とデート電極との間の短絡の危険
が減少される前記メタライズ層と、 を有することを特徴とする電界効果トランジスタ。 (2)  前記特許請求の範囲第(1)項記載のトラン
ジスタにおいて、デートは垂直壁を持ち、前r開口は窓
の形をしてデート電極の垂直壁の上に置かれそれによっ
てデート電極とメタライズ層との間の短絡の危険がさら
に減少されることを特徴とする前記トランジスタ。 (3)  前記特許請求の範囲第(1)項記載のトラン
ジスタにおいて、窓がソース電極の面積の約20チない
し40−を占めることを特徴とする前記トランジスタ。 (4)  デート電極と、ソース電極を構成するメタラ
イズ層とを持つ電界効果トランジスタであって、前記メ
タライで層はメタライズされていない複数個の隔離され
た窓を備えそれによりメタライズ層とゲート電極との閾
のキャパシタンスおよびメタライズ層とテート電極との
間の短絡の危険が減少されることを特徴とする前記電界
効果トランジスタ。 (5)ドレイン領域と、ドレイン領域に拡散された複数
個のデート領域と、各デート領域に拡散されたソース領
域とを備える半導体材料であって、各ソース領域はソー
ス電極の接点を収容する複数個の直角に置かれた拡張面
積と、拡張面積を相互接続する複数個のより狭い面積と
を含む前記半導体材料と。 半導体材料の上に絶縁して置かれるテート電極層と。 テート電極層の上に絶縁して置かれかつソース拡張面積
に対する接点を構成するソース電極メタライズ層であっ
て、隣接接点間に複数個の直角に置かれたメタライズさ
れない窓を備える前記ソース電極と、を有する電界効果
トランジスタにおいて、 ソース電極層とデート電極層との間の短絡の公算および
中間層キャパシタンスがいずれも減少されるとともに、
拡張されたサブ領域と窓との直交配置がトランジスタの
組立てのステップ・リピート法の使用を容易にすること
を特徴とする前記電界効果トランジスタ。
[Scope of Claim] A semiconductor material having P-rain, date and source regions forming a channel extending from the (11 source region to the 'F'-) region to the drain region. #11 insulation layer; a gate electrode layer placed on the first insulation layer over the channel; a second insulation layer placed on the date electrode layer; and a second insulation layer placed on the r-) electrode. a metallization layer comprising a source electrode overlying and having a contact through the insulating layer to the source region, the metallization layer having a plurality of isolated openings above the tate electrode thereby connecting the interlayer capacitance and the metallization layer; and the metallized layer in which the risk of short circuit with the date electrode is reduced. (2) In the transistor according to claim (1), the date is arranged vertically. Said transistor having a wall, characterized in that the front opening is in the form of a window and is placed on the vertical wall of the date electrode, whereby the risk of short circuit between the date electrode and the metallization layer is further reduced. (3) The transistor according to claim (1), wherein the window occupies approximately 20 to 40 inches of the area of the source electrode. (4) The date electrode and the source electrode. A field effect transistor having a metallization layer forming an electrode, wherein the metallization layer has a plurality of isolated windows that are not metallized, thereby increasing the threshold capacitance between the metallization layer and the gate electrode and the metallization layer. The field effect transistor is characterized in that the risk of short circuit between the gate electrode and the gate electrode is reduced. a semiconductor material comprising a source region, each source region including a plurality of orthogonally disposed extended areas accommodating contacts of a source electrode and a plurality of narrower areas interconnecting the extended areas; a semiconductor material; a tate electrode layer insulated over the semiconductor material; a source electrode metallization layer insulated over the tate electrode layer and forming a contact to the source extension area, the layer comprising said source electrode with a plurality of orthogonally placed unmetallized windows in said field effect transistor, wherein the probability of shorting between the source electrode layer and the date electrode layer and the interlayer capacitance are both reduced. With,
Field effect transistor as described above, characterized in that the orthogonal arrangement of the extended sub-regions and windows facilitates the use of a step-repeat method of transistor assembly.
JP57187341A 1981-10-26 1982-10-25 Power field effect transistor structure Pending JPS5882574A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US31480081A 1981-10-26 1981-10-26
US314800 1981-10-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5882574A true JPS5882574A (en) 1983-05-18

Family

ID=23221492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57187341A Pending JPS5882574A (en) 1981-10-26 1982-10-25 Power field effect transistor structure

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS5882574A (en)
DE (1) DE3239204A1 (en)
FR (1) FR2515429B1 (en)
GB (1) GB2108758B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006339516A (en) * 2005-06-03 2006-12-14 Rohm Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4833513A (en) * 1985-01-20 1989-05-23 Tdk Corporation MOS FET semiconductor device having a cell pattern arrangement for optimizing channel width
US5317184A (en) * 1992-11-09 1994-05-31 Harris Corporation Device and method for improving current carrying capability in a semiconductor device
EP0823735A1 (en) * 1996-08-05 1998-02-11 Sgs-Thomson Microelectronics S.A. MOS-technology power device
CN110676317B (en) * 2019-09-30 2022-10-11 福建省福联集成电路有限公司 Transistor tube core structure and manufacturing method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4055884A (en) * 1976-12-13 1977-11-01 International Business Machines Corporation Fabrication of power field effect transistors and the resulting structures
FR2460542A1 (en) * 1979-06-29 1981-01-23 Thomson Csf VERTICAL POWER FIELD EFFECT TRANSISTOR FOR HIGH FREQUENCIES AND METHOD OF MAKING SUCH A TRANSISTOR
FR2461360A1 (en) * 1979-07-10 1981-01-30 Thomson Csf METHOD FOR MANUFACTURING A VERTICALLY OPERATING DMOS-TYPE FIELD EFFECT TRANSISTOR AND TRANSISTOR OBTAINED THEREBY
US4364073A (en) * 1980-03-25 1982-12-14 Rca Corporation Power MOSFET with an anode region

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELECTRONIC DESIGN=1981US *
ELECTRONICS=1981US *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006339516A (en) * 2005-06-03 2006-12-14 Rohm Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
US9202891B2 (en) 2005-06-03 2015-12-01 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing same
US9837525B2 (en) 2005-06-03 2017-12-05 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing same

Also Published As

Publication number Publication date
FR2515429B1 (en) 1986-09-26
GB2108758B (en) 1985-08-21
DE3239204A1 (en) 1983-05-19
DE3239204C2 (en) 1987-07-23
FR2515429A1 (en) 1983-04-29
GB2108758A (en) 1983-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6815769B2 (en) Power semiconductor component, IGBT and field-effect transistor
US4926243A (en) High voltage MOS field effect semiconductor device
JPH07142729A (en) Lateral mosfet
US4779123A (en) Insulated gate transistor array
US6767779B2 (en) Asymmetrical MOSFET layout for high currents and high speed operation
KR870001662A (en) Semiconductor memory device and manufacturing method
KR850007719A (en) Semiconductor memory device with capacitor built-in memory cell and manufacturing method thereof
KR920010904A (en) Semiconductor memory circuit device and manufacturing method thereof
KR930020666A (en) Vertical Integrated Semiconductor Structures
KR970024239A (en) SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
KR890013796A (en) Semiconductor device and manufacturing method
US4677452A (en) Power field-effect transistor structures
US4954868A (en) MOS semiconductor device which has high blocking voltage
JPS5882574A (en) Power field effect transistor structure
US3923553A (en) Method of manufacturing lateral or field-effect transistors
JPH08213638A (en) Mosfet on soi substrate and its manufacture
KR910008843A (en) MOS integrated circuit
JP3349029B2 (en) Semiconductor device
JPH04302149A (en) Field-effect transistor
KR840005929A (en) MOS transistor integrated circuit
KR900015316A (en) Semiconductor device
KR910001186B1 (en) High density high speed read only semiconductor memory device
US6893923B2 (en) Reduced mask count process for manufacture of mosgated device
US5883416A (en) Gate-contact structure to prevent contact metal penetration through gate layer without affecting breakdown voltage
KR100611743B1 (en) TFT with Multiple Gate